EP0634641B1 - Dispositif pour mesurer en continu la concentration des matières en suspension d'un centrat - Google Patents

Dispositif pour mesurer en continu la concentration des matières en suspension d'un centrat Download PDF

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EP0634641B1
EP0634641B1 EP94401471A EP94401471A EP0634641B1 EP 0634641 B1 EP0634641 B1 EP 0634641B1 EP 94401471 A EP94401471 A EP 94401471A EP 94401471 A EP94401471 A EP 94401471A EP 0634641 B1 EP0634641 B1 EP 0634641B1
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Suez International SAS
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Degremont SA
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/18—Water
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
    • G01N15/04—Investigating sedimentation of particle suspensions
    • G01N15/042—Investigating sedimentation of particle suspensions by centrifuging and investigating centrifugates

Definitions

  • the present invention relates to a device for measuring in continuous, reliably the concentration of suspended matter (MeS). or turbidity, centrate from a centrifuge or machine dehydration.
  • the invention applies more generally to the measurement of the concentration of suspended matter in an effluent from an installation water treatment.
  • the object of the present invention is to carry out the measurement of MeS, in eliminating micro-bubbles, without losing suspended matter on the sample sampled, moreover this elimination must not cause MeS flotation contained in the sample to prevent the measurement from being distorted.
  • the crossing speed of the sample of the centrate in the deaeration enclosure is of the order of 0.1 to 0.5 cm / sec. and the rate of rise of the gas bubbles separated from the centrate in the deaeration chamber is of the order of 0.6 to 5 cm / sec.
  • the downward speed of the water must be several times lower than that of the gas bubbles.
  • the device subject to the present invention proposes to measure continuously, reliably, a sample of a centrate taken continuously at the outlet of a centrifuge.
  • Figure 2 shows schematically a centrifuge 10 on which is continuously removing the centrate from an outlet pipe 12, the centrate sample thus taken being transmitted to the device 14 according to the invention so as to measure the concentration using a concentration sensor classic 16. Since this sensor is well known, it will not the subject of a description.
  • Figure 1 represents the device according to the invention.
  • This device 14 includes a pump 18 delivering the centrat taken from line 13 to an enclosure of deaeration 20.
  • This enclosure is designed to remove the micro-bubbles contained in the sample centrate sampled, in order to carry out the concentration measurement in good conditions.
  • This deaeration chamber 20 is in the form a cylindrical-conical tank in the upper part of which the centrate sample arrives tangentially. The entire sample thus taken crosses the deaeration chamber 20 in which this deaeration is carried out by natural separation of micro-bubbles contained in the centrat.
  • the speed of passage of the sample centrate in the deaeration tank 20 is of the order of 0.1 to 0.5 cm / sec. and the rising speed of the micro-bubbles of gases separated from the sample is of the order of 0.6 to 5 cm / sec. So the rate of climb of these gas bubbles is at least twice the speed centrate in the deaeration enclosure.
  • the deaeration chamber 20 can be provided with an agitator slow 38 allowing to mix in the mass of the centrate sample the foams likely to accumulate on the surface of this enclosure 20, allowing thus to measure the totality of suspended matter taken from the sample.
  • This mechanical agitator can be replaced by means preventing the formation of foams, these means can be produced in the form of a diffusion device by sprinkling of fine water droplets, placed above the tank 20 and operating according to a determined cycle for prevent the formation and / or accumulation of foam at the surface of said enclosure.
  • centrate sample is deaerated when it arrives in the conical lower zone 22 of the enclosure 20.
  • the sensor could be positioned at this location.
  • the sensor 16 is placed in a second enclosure 24, this for practical operating reasons.
  • this sensor 16 performs the measurement of the concentration on a totally airless centrate and containing the same quantity of suspended matter, as at the time of sample.
  • the centrate sample on which was performed continuous concentration measurement is eliminated to the sewer via a pipeline 26.
  • the device according to the invention is always operational under optimal conditions, it is provided a periodic cleaning system.
  • the purpose of this system to carry out a complete and rapid emptying of both enclosures 20 and 24, followed by cleaning of these enclosures as well as sensor 16.
  • this cleaning and rinsing system comprises a supply 28 of pressurized water, this being supplied respectively by means of valves 30 and 32 to nozzles respectively 34 and 36 disposed at the top of each of the chambers 20 and 24.
  • the pressurized water diffused by the rinsing nozzles 34 and 36 ensures the rinsing speakers 20 and 24 and sensor 16.
  • the sensor signal is stored. The concentration measurement is automatically resumed after filling the chambers 20 and 24, the sensor signal being kept in memory also during this filling phase.

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Description

La présente invention est relative à un dispositif permettant de mesurer en continu, d'une façon fiable la concentration en matières en suspension (MeS). ou de turbidité, d'un centrat provenant d'une centrifugeuse ou d'une machine à déshydratation. L'invention s'applique plus généralement à la mesure de la concentration en matières en suspension d'un effluent provenant d'une installation de traitement des eaux.
On sait qu'un centrat prélevé en sortie d'une centrifugeuse et sur lequel on doit effectuer une mesure de concentration, est très émulsionné et saturé en micro-bulles d'air. Quelque soit le capteur utilisé pour réaliser une mesure de (MeS) ou de turbidité, il faut éliminer les micro-bulles et les mousses contenues dans le fluide à mesurer pour que la mesure de concentration soit réalisée dans de bonnes conditions.
On connaít divers procédés et systèmes permettant de réaliser uniquement l'élimination des mousses ou des écumes lors des mesures de concentration.
  • JP-59-148 850 décrit un dispositif mécanique d'élimination des mousses en vue d'une mesure de la concentration de liquides chimiques.;
  • JP-59-057 161 décrit l'élimination des mousses à l'aide d'un disque rotatif comportant en outre une injection d'air au sein de la masse liquide devant subir la mesure de turbidité ;
  • JP-58-102 153 décrit un analyseur de turbidité, en particulier un équipement de dillution associé à des moyens d'élimination de la mousse, réalisés sous la forme d'un système de trop-plein ;
  • FR-A-2 299 636 se réfère à un procédé destiné à l'élimination des particules non colloïdales d'un liquide à clarifier. Cette publication antérieure prévoit une mesure continue de la turbidité colloïdale.
    • L'objet de la présente invention est de réaliser la mesure de MeS, en éliminant les micro-bulles, sans perdre de matières en suspension sur l'échantillon prélevé, de plus cette élimination ne doit pas entraíner une flottation des MeS contenus dans l'échantillon afin d'éviter que la mesure soit faussée.
    En conséquence, cette invention concerne un procédé de mesure en continu de la concentration en matières en suspension ou de la turbidité d'un centrat provenant d'une centrifugeuse ou d'une machine de déshydratation selon lequel un échantillon du centrat prélevé par pompage en continu est délivré à une enceinte de désaération caractérisé en ce que :
  • ledit échantillon du centrat est amené tangentiellement dans la partie supérieure de ladite enceinte,
  • la vitesse ascensionnelle des bulles de gaz séparées du centrat dans ladite enceinte est au moins deux fois supérieure à la vitesse du liquide admis dans l'enceinte et ,
  • la mesure de la concentration est effectuée sur un centrat totalement désaéré dont la composition est identique à celle de l'échantillon prélevé.
    • Selon une autre caractéristique de l'invention, la vitesse de traversée de l'échantillon du centrat dans l'enceinte de désaération est de l'ordre de 0,1 à 0,5 cm/sec. et la vitesse ascensionnelle des bulles de gaz séparée du centrat dans l'enceinte de désaération est de l'ordre de 0,6 à 5 cm/sec.
    La vitesse descendante de l'eau doit être plusieurs fois inférieure à celle des bulles de gaz.
    L'invention vise également un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé tel que spécifié ci-dessus caractérisé en ce qu'il comporte : une enceinte de désaération , de forme cylindro-conique dans la partie supérieure de laquelle est délivré l'échantillon du centrat, la zone inférieure conique de ladite enceinte recevant l'échantillon désaéré et,
    • un capteur de concentration (16) recevant le centrat désaéré, à partir de ladite zone inférieure conique de ladite enceinte .
    D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description faite ci-après en référence au dessin annexé qui en illustre un exemple de réalisation. Sur le dessin :
    • la figure 1 est une vue schématique représentant le dispositif objet de la présente invention et,
    • la figure 2 représente l'implantation de ce dispositif à la sortie d'une centrifugeuse.
    Ainsi qu'on l'a spécifié ci-dessus, le dispositif objet de la présente invention se propose de mesurer en continu, de façon fiable, un échantillon d'un centrat prélevé en continu à la sortie d'une centrifugeuse. La figure 2 représente de façon schématique une centrifugeuse 10 sur laquelle est prélevé en continu le centrat sur une canalisation de sortie 12, l'échantillon de centrat ainsi prélevé étant transmis au dispositif 14 selon l'invention de manière à en mesurer la concentration à l'aide d'un capteur de concentration classique 16. Ce capteur étant bien connu, il ne fera pas l'objet d'une description.
    On se réfère maintenant à la figure 1 qui représente le dispositif selon l'invention.
    Ce dispositif 14 comporte une pompe 18 délivrant le centrat prélevé à partir de la conduite 13 à une enceinte de désaération 20. Cette enceinte est conçue de façon à éliminer les micro-bulles contenues dans l'échantillon de centrat prélevé, afin de réaliser la mesure de concentration dans de bonnes conditions.
    Cette enceinte de désaération 20 se présente sous la forme d'une cuve cylindro-conique dans la partie supérieure de laquelle l'échantillon de centrat arrive tangentiellement. L'intégralité de l'échantillon ainsi prélevé traverse l'enceinte de désaération 20 dans laquelle cette désaération est réalisée par séparation naturelle des micro-bulles contenues dans le centrat.
    Selon l'invention, la vitesse de traversée de l'échantillon de centrat dans la cuve de désaération 20 est de l'ordre de 0,1 à 0,5 cm/sec. et la vitesse ascensionnelle des micro-bulles de gaz séparées de l'échantillon est de l'ordre de 0,6 à 5 cm/sec. Ainsi, la vitesse ascensionnelle de ces bulles de gaz est au moins deux fois supérieure à la vitesse du centrat dans l'enceinte de désaération.
    L'enceinte de désaération 20 peut être munie d'un agitateur lent 38 permettant de mélanger dans la masse de l'échantillon du centrat les mousses susceptibles de s'accumuler à la surface de cette enceinte 20, permettant ainsi de mesurer la totalité des matières en suspension prélevées dans l'échantillon.
    Cet agitateur mécanique peut être remplacé par des moyens empêchant la formation des mousses, ces moyens pouvant être réalisés sous la forme d'un dispositif de diffusion par aspersion de fines gouttelettes d'eau, placé au-dessus de la cuve 20 et fonctionnant selon un cycle déterminé pour empêcher la formation et/ou l'accumulation des mousses à la surface de ladite enceinte.
    L'échantillon de centrat est désaéré lorsqu'il arrive dans la zone inférieure conique 22 de l'enceinte 20. Le capteur pourrait être positionné à cet emplacement. Toutefois, dans l'exemple de réalisation non limitatif, illustré sur la figure 1, le capteur 16 est placé dans une seconde enceinte 24, ceci pour des raisons pratiques d'exploitation.
    Ainsi, ce capteur 16 effectue la mesure de la concentration sur un centrat totalement désaéré et contenant la même quantité de matières en suspension, comme à l'instant du prélèvement. L'échantillon de centrat sur lequel a été effectué la mesure de concentration en continu est éliminé vers l'égoût par une canalisation 26.
    Afin que le dispositif selon l'invention soit toujours opérationnel dans les conditions optimales, il est pourvu d'un système de nettoyage périodique. Ce système a pour but de réaliser une vidange complète et rapide des deux enceintes 20 et 24, suivie d'un nettoyage de ces enceintes ainsi que du capteur 16.
    Dans l'exemple de réalisation illustré par la figure 1, ce système de nettoyage et de rinçage comprend une alimentation 28 en eau sous pression, celle-ci étant délivrée respectivement par l'intermédiaire de vannes 30 et 32 à des buses respectivement 34 et 36 disposées à la partie supérieure de chacune des enceintes 20 et 24. Après la vidange complète de ces deux enceintes 20 et 24 par l'intermédiaire de la canalisation 26, l'eau sous pression diffusée par les buses de rinçage 34 et 36 assure le rinçage des enceintes 20 et 24 et du capteur 16. Pendant cette phase de nettoyage et de rinçage, le signal du capteur est mis en mémoire.
    La mesure de la concentration est reprise automatiquement après remplissage des enceintes 20 et 24, le signal du capteur étant maintenu en mémoire également durant cette phase de remplissage.
    Il demeure bien entendu que la présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits et/ou représentés ici mais qu'elle en englobe toutes les variantes.

    Claims (8)

    1. Procédé de mesure en continu de la concentration en matières en suspension ou de la turbidité d'un centrat provenant d'une centrifugeuse ou d'une machine de déshydratation selon lequel un échantillon du centrat prélevé par pompage en continu est délivré à une enceinte de désaération caractérisé en ce que :
      ledit échantillon du centrat est amené tangentiellement dans la partie supérieure de ladite enceinte (20),
      la vitesse ascensionnelle des bulles de gaz séparées du centrat dans ladite enceinte est au moins deux fois supérieure à la vitesse du liquide admis dans l'enceinte et,
      la mesure de la concentration est effectuée sur un centrat totalement désaéré dont la composition est identique à celle de l'échantillon prélevé.
    2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que la vitesse de traversée de l'échantillon du centrat dans l'enceinte de désaération (20) est de l'ordre de 0,1 à 0,5 cm/sec.
    3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce que la vitesse ascensionnelle des bulles de gaz séparées du centrat dans l'enceinte de désaération (20) est de l'ordre de 0,6 à 5 cm/sec.
    4. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé en ce qu'il comporte : une enceinte de désaération (20), de forme cylindro-conique dans la partie supérieure de laquelle est délivré l'échantillon du centrat, la zone inférieure conique (22) de ladite enceinte recevant l'échantillon désaéré et,
      un capteur de concentration (16) recevant le centrat désaéré, à partir de ladite zone inférieure conique (22) de ladite enceinte (20).
    5. Dispositif selon la revendication 4 caractérisé en ce que ladite enceinte de désaération (20) est munie de moyens d'élimination des mousses réalisés sous la forme d'un agitateur lent (38).
    6. Dispositif selon l'une des revendications 4 ou 5 caractérisé en ce que le capteur de concentration (16), de type connu, est placé dans une seconde enceinte (24) qui reçoit le centrat à sa partie inférieure, en provenance de l'enceinte de désaération (20).
    7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 6 caractérisé en ce qu'il comporte un système de nettoyage et de rinçage rapide, et fonctionnant selon un cycle déterminé afin d'éliminer la formation et l'accumulation éventuelle des mousses à la surface de ladite enceinte.
    8. Dispositif selon la revendication 7 caractérisé en ce que ledit système de nettoyage rapide, périodique comporte des moyens pour assurer une vidange complète et rapide de l'enceinte de désaération (20) et de la seconde enceinte (24) contenant le capteur de concentration, et des moyens (34, 36) pour admettre de l'eau sous pression dans lesdites enceintes afin d'en assurer le rinçage, le signal du capteur étant mémorisé durant cette phase de nettoyage et de rinçage ainsi que pendant la phase de remplissage consécutive à cette phase de nettoyage.
    EP94401471A 1993-07-15 1994-06-28 Dispositif pour mesurer en continu la concentration des matières en suspension d'un centrat Expired - Lifetime EP0634641B1 (fr)

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    EP0634641A1 EP0634641A1 (fr) 1995-01-18
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